【正文】 ome personal information always used the lock to protect them. If use the normal keys to lock out the door, we should taken many keys with is so difficult to use. And if we lost the keys with careless, the security looks very easy to break out. As the developing of the technology,people ask for high securty satisfy this request, the cipher lock is cipher has higher security, lower cost, lower power and easy to use. Base on the thinking of the cipher lock, this design uses AT89C51 of ATMEL COMPANY to carry out the SCM digital cipher lock, its main function as follow: 1. set password with 6 words, enter the words via keybord, if enter the right number, the lock will unlock. 2. password can set and fix by yourself, you can just fix the password when the lock is keeping unlock. It need to enter the new password twice to avoid the wrong activity. 3. alarm function. If enter the wrong password, the mon will show the error message, when enter the wrong password over 3 times, the buzzer will alarm and lock the keybord at the same time. this lock is made by 3 parts: gob circuit of 4x4 matrix keybord , gob circuit of cipher lock, gob circuit of 8 way display output. other wise, the system has LED light, and warning buzzer. the main function of this cipher lock is carried out enter, clear, and change the password, and unlock the door. 1. enter the password: press one number button, one signal will show on the digital tube on the right side, pls put the to left side at the same time. 2. clear the password: press the clear button to clear all codes you have enter before. 3. change the password: use the new enter number as the new password. 4. unlock function: press the unlock button, the system will check up the enter number and password, if yes the lock will open, if not it keep lock. the main process: first, use SCM AT89C51 of ATMEL pany. second, design the theory chart with DXP 2021, and design the PCB board. third, pile the C lang. program, resemble, and test with software keil uVision3. fourth, simulate the hardware test with software PROTEUS. LAST, test the circuit board withe the software and hardware, finish. Key word : matrix keybord。 AT89C51: LED digital tube. xx 大學 2021 屆 本科生畢業(yè) 設計 － 1 － 基于單片機的電子密碼鎖 第 1 章 緒論 背景 隨著社會物質財富的日益增長，安全防盜已成為社會問題。而鎖自古以來就是把守門戶的鐵將軍，人們對它要求甚高，既要安全 可靠地防盜，又要使用方便，這也是制鎖者長期以來研制的主題。目前國內，大部分人使用的還是傳統(tǒng)的機械鎖。然而，眼下假冒偽劣的機械鎖泛濫成災，互開率非常之高。所謂互開率，是各種鎖具的一個技術質量標準，也就是 1把鑰匙能開幾把鎖的比率。經(jīng)國家工商局、國家內貿局、中國消協(xié)等部門對鎖具市場的調查，發(fā)現(xiàn)個別產(chǎn)品的互開率居然超標 26倍。 為何彈子鎖的“互開率”會如此之高？據(jù)有關專家人士剖析，彈子鎖質量好壞主要取決于彈子數(shù)量的多少以及彈子的大小，而彈子的多少和大小受一定條件的限制。此外，即使是一把質量過關的機械鎖，通過急開鎖， 甚至可以在不損壞鎖的前提下將鎖打開。機械鎖的這些弊端為一種新型的鎖 電子密碼鎖，提供了發(fā)展的空間。 電子鎖 電子鎖是采取電子電路控制，以電磁鐵或者衛(wèi)星電機和鎖體作為執(zhí)行裝置的機電一體化鎖具，相比傳統(tǒng)的機械鎖具，電子鎖不使用金屬鑰匙，保密性、精度都有很大提高。 電子鎖的發(fā)明思路，源自古代發(fā)明的自動機械，例如古希臘數(shù)學家赫倫的液壓自動門，中國古代諸葛亮的木牛流馬，它們以重力或蒸汽壓力驅動，最廣泛的用途乃是用在古代墓道的地下機關。電子工業(yè)的誕生，使得以微小電量驅動機械成為可能，于是有了電子鎖一日千里的躍 進。 電子密碼鎖的特點 電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機械開關的閉合，完成開鎖、閉鎖任務的電子產(chǎn)品。它的種類很多，有簡易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價比較高的產(chǎn)品?，F(xiàn)在應用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來實現(xiàn)的。其性能和安全性已大大超過了機械鎖，主要特點如下： 1． 保密性好 ， 編碼量多 ， 遠遠大于彈子鎖。隨機開鎖成功率幾乎為零 。 xx 大學 2021 屆 本科生畢業(yè) 設計 － 2 － 2． 密碼可變。 用戶可以經(jīng)常更改密碼，防止密碼被盜，同時也可以避免因人員的更替而使鎖的密級下降。 3． 誤碼輸入保護。當輸入密碼多次錯誤時，報警系統(tǒng)自動啟 動，防止試探密碼。 電子密碼鎖的發(fā)展趨勢 從目前的技術水平和市場認可程度看，使用最為廣泛的是鍵盤式電子密碼鎖，該產(chǎn)品主要應用于保險箱、保險柜和金庫，還有一部分應用于保管箱和運鈔車。鍵盤式電子密碼在鍵盤上輸入，與打電話差不多，因而易于掌握，其突出優(yōu)點是 “密碼 ”是記在被授權人腦子里的數(shù)字和字符，既準確又可靠，不會丟失（除了忘記），難以被竊（除非自己泄露）。但是密碼不能太簡單，太簡單了就容易被他人在鍵盤上試探出來，或者可能被旁觀者窺測出來，造成保密性不足。當然，密碼又不能太復雜，太復雜了可能自己都糊涂了，或者輸 入密碼操作成功率低，造成使用不便。因此，為了發(fā)揚優(yōu)點、克服弱點，鍵盤式電子密碼也在不斷發(fā)展中，如 “任意設定密碼 ”技術使得被授權人可以根據(jù)自己的需要或喜好設定密碼，常用常新；而 “自動更改密碼 ”技術使得本次輸入的密碼將自動更改成下次應輸入的密碼，更改的規(guī)律不為他人所知，因而不怕旁觀者窺測；獨出心裁的“鍵盤亂序顯示 ”技術使得鍵盤上的固定鍵位每次顯示出的字符不固定，并且顯示的窄小角度只能由操作者正面看得到，因而即使旁觀者看見操作動作也難以窺測出密碼； “多重密碼設定 ”技術使得單組密碼不一定有效，適合多人分權使用，需要 輸入兩組以上的密碼才被認可，大大提高了保密性，如果限定輸入這些密碼的先后順序或時間區(qū)段，則保密性還可提高。在輸入密碼的過程中，為了限制試探密碼的企圖，通常輸入錯誤碼若干次或若干時間內輸入不正確，即 “封鎖 ”鍵盤，不再接受輸入操作?？傊M管新式電子防盜鎖層出不窮，但鍵盤式電子密碼防盜鎖不僅在市場上居于主流地位，而且，還經(jīng)常作為其他類型電子防盜鎖的輔助輸入手段。 第 2 章 系統(tǒng)總體設計 xx 大學 2021 屆 本科生畢業(yè) 設計 － 3 － 系統(tǒng)結構 圖 2－ 1 系統(tǒng)組成 如圖 2－ 1 所示系統(tǒng)主要由 AT89C51(51 系列 )、八位數(shù)碼管、蜂鳴器、 LED、 4 4矩陣鍵盤、復位電路等組成。 系統(tǒng)可行性分析 系統(tǒng)工作原理分析： 使用 AT59C51 單片機、 4 4 矩陣鍵盤、 LED、蜂鳴器等。矩陣鍵盤分別為 0、 *、＃、 CLE、 Enter、 MODIFY。系統(tǒng)開始顯示“ INPUT”提示輸入密碼；輸入密碼時， LED 顯示電路顯示為“ ”，當密碼輸入完畢按下 Enter 鍵時，對輸入密碼與設定的密碼進行比較，若密碼正確則 LED 顯示電路顯示為“ PASS”提示鎖打開；若密碼 不正確， LED 顯示電路顯示提示“ ERROR”，若連續(xù) 3 次輸入不正確，則發(fā)出警報聲同時鎖定鍵盤。 在輸入正確密碼后，按下修改鍵時， LED 顯示電路顯示“ old”提示“輸入舊密碼”，此時輸入正確的舊密碼，則顯示電路會有提示輸入新密碼在輸入新密碼后，顯示電路會再次提示“再次輸入新密碼”若兩次輸入密碼不一致，則修改密碼失敗，一致則成功。 AT89C51 數(shù)碼管 蜂鳴器 LED 4 4 鍵盤 復位電路 電源 xx 大學 2021 屆 本科生畢業(yè) 設計 － 4 － 在修改密碼的過程中，如果一開始輸入的舊密碼錯誤顯示電路會顯示提示，同時系統(tǒng)返回到開始。 若在“再次輸入新密碼”的時候輸入新密碼與前次不一致，則會返回到系統(tǒng)開始。修改密碼完成后，系統(tǒng)自動 清零上鎖。要再次開鎖則需要輸入正確的密碼。 系統(tǒng)中 CEL 鍵用于退格，在輸入密碼時，若輸入錯誤且未按下 Enter 鍵，按下 CLE可以刪除剛輸入的密碼，然后再次輸入。 為了防止惡意嘗試，系統(tǒng)才用若連續(xù)輸入 3 次錯誤密碼則發(fā)出報警聲，且鎖定鍵盤，可以提高系統(tǒng)的安全系數(shù)，同時也能夠保護合法用戶的正常使用。 第 3 章 硬件電路設計 單片機 AT89C51 簡介 AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機，片內含 4K bytes的可反復擦 寫的只讀程序存儲器（ EPROM）和 128bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)序存器（ RAM），xx 大學 2021 屆 本科生畢業(yè) 設計 － 5 － 器件采用 ATMEL 公司的高密度 /非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準 MCS51指令系統(tǒng)，片內置通用 8位中央處理器（ CPU）和 FLASH 存儲單元， AT89C51 單片機為許多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活行高且價廉的方案。 主要特性 8031 CPU 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲器 (壽命： 1000 寫 / 擦循環(huán) ) 全靜態(tài)工作： 0Hz24KHz 三級程序存儲器保密鎖定 128*8 位內 部 RAM 32 條可編程 I/O 線 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 6個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內振蕩器和時鐘電路 圖 3— 1 管腳說明 VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口： P0 口為一個 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當 P1口的管腳第一次寫 1時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程 序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。 P1口： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位